废弃电路板预处理对热解产物特性及溴迁移行为的影响及其资源化应用价值

《Journal of Analytical and Applied Pyrolysis》：Effects of pre-treatment on product characteristics and bromine behavior during pyrolysis of waste printed circuit boards for resource recovery

【编辑推荐】本研究系统探究了酸浸和索氏提取(Soxhlet)预处理对废弃印刷电路板(WPCBs)热解过程中溴化阻燃剂(BFRs)迁移规律的影响。通过FTIR、1H NMR、GC-MS等分析技术证实，金属组分可抑制苯酚生成并促进对异丙基苯酚(p-cumenol)形成，而酸浸预处理能有效促进溴向气/液相迁移（Br转移率达76%），为电子废弃物绿色资源化提供了关键理论依据。

　　

研究亮点

热解作为废弃印刷电路板(WPCBs)资源回收的有效途径，其过程中溴化阻燃剂(BFRs)的毒性问题亟待解决。本研究创新性地通过酸浸和索氏提取(Soxhlet extraction)预处理调控WPCBs热解行为，发现：

1. 1.

   傅里叶红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(¹H NMR)共同证实热解油具有芳香烃特性

2. 2.

   气相色谱模拟蒸馏(GC-SimDist)显示所有原料热解油均以轻质烃(C₇-C₁₁)为主

3. 3.

   金属组分显著抑制苯酚生成，使对异丙基苯酚(p-cumenol)浓度提升3倍

4. 4.

   酸浸处理促进76%的溴向气/液相迁移，大幅降低残炭中溴残留

材料组成与特性分析

研究采用多层FR-4型电路板（玻璃纤维增强环氧树脂基），通过盐酸/硝酸(3:1)混合酸浸去除金属组分后，非金属部分(NM)显示出更高的热稳定性。元素分析(CHNS)显示索氏提取后样品溴含量降低42%，证实丙酮可有效萃取有机溴化合物。

结论

在500℃热解条件下，酸浸预处理使溴在气/液相中的分配比从54%提升至76%，而金属组分的存在使氢气(H₂)和一氧化碳(CO)产率提高28%。该研究为开发"预处理-热解"联用技术实现电子废弃物高值化利用提供了重要数据支撑。

作者贡献声明

Pankaj Tiwari：研究设计与论文审阅；Bibari Boro：实验执行与论文撰写

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本研究结果的财务或个人利益冲突

致谢

感谢印度理工学院高哈蒂分校化学工程系及中央仪器平台提供的分析测试支持